专利名称：改善乳胶粘连剂和水性涂料的开放时间和干燥时间的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用特定类别的烷氧基化合物(例如，烷氧基化三苯こ烯基苯酚 (alkoxylated tristyrylphenol)和烧氧基化三丁基苯酹)来改善水性涂料组合物(例如，漆和纸张涂料组合物)的开放时间(open time)特性。特别是，本发明涉及采用某些基于反应性烷氧基化合物的単体、表面活性的烷氧基化合物表面活性剂和表面活性的烷氧基化合物添加剂来改善水性胶乳分散体、水性胶乳粘结剂和水性乳胶漆的改善开放时间和干燥时间特征。
背景技术：
在漆和涂料エ业，因为对挥发性有机化合物(VOC)对人健康和环境的影响的关注，传统溶剂基漆和涂料正被水基体系所代替。此外，最近制定的环境立法需要減少挥发性有机化合物(VOC)在涂料中的量。例如，加州的SCAQMD(南海岸空气品质管理局)和东海岸州的OTC(臭氧输送委员会)已需要减少涂料和漆产品、尤其是建筑和エ业漆和涂料的VOC排放的量。(在将涂料施加至基质上后，VOC缓慢蒸发到环境中)这些规定正向聚合物和漆制造商施压以开发较低VOC产品。然而，与溶剂基涂料或高VOC涂料产品相比，较低或零VOC漆和涂料的水基技术尤其在实现关键性能方面具有很多挑战和缺点。例如，降低或有限的开放时间或湿边时间是低或零VOC漆和涂料的ー个主要挑战。漆的开放时间被定义为湿漆在被施加至基质上时保持可工作的并且允许校正例如重刷或滚压而不产生任何表面缺陷的一段时间。湿边时间是指当漆匠施加新漆到湿的刷上漆的区域上并且新漆可合并而在干燥的涂料膜中不产生可见的重叠时的时间。与溶剂基漆相比，水基或水性基乳胶漆的开放时间已是主要挑战，因为水在水性基漆中快速蒸发。通常，溶剂基涂料(其通常含有有机溶剂例如甲苯或ニ甲苯)的开放时间为约30至45分钟。对于传统水基涂料和漆，一种传统方法是加入こニ醇或ニ醇醚(或其它高VOC溶齐U)以增加开放时间或湿边时间。应认为，此类有机溶剂保留在乳胶颗粒中或其周围并且帮助乳胶颗粒自由地移动，即使当全部的水已从水性漆系统中蒸发。ニ醇在水性涂料配制物中的应用对水性产品而言具有各种优点，例如通过增加开放时间/湿边时间、提供冻融稳定性、有助于聚合物聚结和改善流动性和均化。
然而，在低或无VOC配制物中，这些ニ醇的使用被大幅减少或清除。当乳胶粘连剂被配制到低或近零VOC水性涂料和漆中，即这些ニ醇的使用被大幅减少或清除时，开放时间显著降低，并且在3-5分钟的范围内。不足的开放时间导致较差的在较大基质上的施加以及涂料膜中的表面缺陷。因此，希望不具有或具有大幅減少的VOC含量的涂料和漆配制物，其包括添加剂例如开放时间添加剤、聚结剂、冻融剂等。乳胶粘连剂制造商因此被迫开发低VOC粘连剂以满足漆和涂料エ业的需要，还同时满足或超出エ业中设定的涂料性能标准。发明概述本发明涉及采用特定类别的具有大的疏水基团的烷氧基化合物(例如，烷氧基化三苯こ烯基苯酚或烷氧基化三丁基苯酚)来提高胶乳粘结剂、树脂、胶、粘合剂、墨水、密封齐U、胶合组合物、涂料(包括但不限于漆)的开放时间特征、以及其他性能(例如，冻融稳定性、干燥时间、低温成膜性、耐沾污性、膜光泽、分散性、遮盖カ和耐擦洗性、抗起泡性、抗粘连性、附着性和水敏性等等)。虽然并不局限于理论，但是部分而言，本发明的理论是利用较大的疏水基团的空间位阻效应以在软胶乳颗粒表面形成保护层，从而将胶乳颗粒稳定。吸附或接枝在胶乳颗粒上的大的疏水基团、或共聚在胶乳颗粒中的大的疏水基团阻止这些胶乳颗粒接近其他软胶乳颗粒的表面，并增加了这些软胶乳颗粒之间的间隔距离。烷氧基化合物表面活性剂链中的氧化亚烷基(例如，氧化亚こ基)单元还形成与水性介质相互作用的层。根据本发明，可以制得包含烷氧基化合物的水性涂料组合物(例如，乳胶漆，胶乳分散体)，其在添加很少量的或不添加高VOC溶剂例如ニ醇的情况下也具有开放时间特征。可以以多种方式利用该烷氧基化合物来改善胶乳粘结剂、漆和涂料的开放时间特征以及干燥时间特征。本发明可以在乳液聚合中采用可聚合的反应性烷氧基化単体作为反应物，以形成胶乳聚合物。本发明可以在乳液聚合中采用本文所述的ー种或多种表面活性的烷氧基化合物作为表面活性剂(例如乳化剤)，以形成胶乳聚合物。本发明可以采用表面活性的烷氧基化合物作为添加剤，以添加到含有胶乳聚合物的配制物例如涂料(包括但不限于漆)，以及粘合剂添加剂(包括但不限于压敏粘合剂、树脂、密封剂、墨水(包括但不限于UV星水、普通星水、混合星水和水基星水)等)。一方面，本发明涉及ー种胶乳聚合物，该胶乳聚合物衍生自至少ー种第一単体和至少ー种可聚合的反应性烷氧基化第二単体，该第二単体具有结构式IA
权利要求
1.ー种涂料组合物，其包含 (a)至少ー种乳胶聚合物； (b)水；和 (C)至少ー种开放时间添加剂，其以有效地使所述涂料组合物的开放时间增加至大于约4分钟的量存在，所述至少ー种开放时间添加剂具有以下结构式IIA
2.权利要求I所述的涂料组合物，其中所述涂料组合物选自由以下组成的组低或零VOC漆、粘合剂、压敏粘合剂、树脂、密封剂、墨水及其任何组合。
3.权利要求I所述的涂料组合物，其中所述开放时间添加剂以大于所述组合物的约I重量％的量存在。
4.权利要求I所述的涂料组合物，其中所述聚合物的玻璃化转变温度(Tg)在约-10°C至约0°C之间。
5.权利要求I所述的涂料组合物，其中所述涂料组合物的特征在于具有大于约10分钟的开放时间。
6.权利要求I所述的涂料组合物，其中所述开放时间添加剂具有以下结构式
7.ー种涂料组合物，其包含 (a)至少ー种乳胶聚合物； (b)水；和 (C)开放时间添加剤，以有效地使所述涂料组合物的开放时间增加至大于约4分钟的量存在； 其中所述开放时间添加剂是以下的共混物 (i)至少ー种非离子型表面活性剤，其具有以下结构式
8.权利要求7所述的涂料组合物，其中所述开放时间添加剂以大于所述组合的约I重量％的量存在。
9.权利要求7所述的涂料组合物，其中所述涂料组合物的特征在于具有大于约10分钟的开放时间。
10.一种用于增加低VOC涂料组合物的开放时间的方法，其包括向所述组合物加入有效量的开放时间添加剤，其中所述开放时间添加剂包含至少ー种根据以下结构式的化合物
11.权利要求10所述的方法，其中所述开放时间添加剂是以下的共混物 (i)至少ー种非离子型表面活性剤，其具有以下结构式
12.—种低VOC或零VOC乳胶涂料组合物，其包含 (a)至少ー种乳胶聚合物； (b)水；和 (C)至少ー种干燥时间添加剤，其以有效降低所述涂料组合物的干燥时间的量存在，所述干燥添加剂具有结构式IIA
13.权利要求12所述的涂料组合物，其中所述干燥时间添加剂具有以下结构式
14.ー种用于降低低VOC或零VOC涂料组合物的干燥时间的方法，其包括向所述组合物添加有效量的干燥时间添加剤，其中所述干燥时间添加剂包含至少ー种根据以下结构式的化合物
15.权利要求14所述的方法，其中所述干燥时间添加剂具有以下结构式
全文摘要
公开了低Tg乳胶聚合物和低VOC水性涂料组合物，所述低Tg乳胶聚合物和低VOC水性涂料组合物具有改善的开放时间特性，以及干燥时间、耐沾污性、湿边时间、低温成膜性、抗粘连性、粘着性、水敏性和低-VOC含量。所述乳胶聚合物和水性涂料组合物包括至少一种乳胶聚合物，所述至少一种乳胶聚合物衍生自与烷氧基化合物例如烷氧基化三苯乙烯基苯酚或烷氧基化三丁基苯酚共聚或共混的至少一种单体。还提供了一种水性涂料或粘合剂组合物，其包括至少一种乳胶聚合物、水和一种开放时间添加剂或干燥时间添加剂或者两种或更多种开放时间添加剂或干燥时间添加剂的共混物。该共混物可包含非离子型和阴离子型开放时间添加剂。通常，所述开放时间和/或干燥时间添加剂以大于所述聚合物或组合物的约1.3重量%的量存在。
文档编号C09F9/00GK102652163SQ201080056169
公开日2012年8月29日 申请日期2010年4月13日 优先权日2009年12月11日
发明者乔斯·鲁伊斯, 宗振刚, 李以中, 赫维·亚当 申请人:罗地亚管理公司